Способ контроля скорости коррозионного разрушения трубопровода

 

Сущность изобретения: в трубопроводе размещают образцы-сигнализаторы в форме куба, внутри которого путем чередования слоев токопроводящего материала и нетокопроводящих слоев из того же материала, что и стенки трубопровода или его обделка, выполняют сигнализатор. Суммарную толщину h сигнализатора определяют по формуле h = h₀/K_зп, где h₀ - толщина стенки трубопровода или его обделки, К_зп - коэффициент запаса прочности. Соответствующие кратчайшие расстояния l_m каждого из токопроводящих слоев, как от основания, так и, до его боковых сторон равны и определены по формуле , где m - порядковый номер токопроводящего слоя от основания образца, n - общее количество слоев сигнализатора. При этом длину грани кубического образца принимают равной удвоенной толщине сигнализатора. 3 ил.

Изобретение относится к области непрерывного контроля скорости коррозии трубопроводов и может быть использовано для непрерывного контроля скорости внутренней газовой коррозии подземных канализационных коллекторов из железобетонных труб.

Известен способ контроля скорости коррозионного разрушения трубопроводов, заключающийся в том, что из материала контролируемого трубопровода вырезают кольцевой образец, надевают его на кольцо, создают в образце растягивающее напряжение, помещают образец в сборе с кольцом в среду и по разрушению образца судят о степени коррозионного растрескивания (1).

Недостатком данного способа является невысокая достоверность и использование вредного радиоактивного вещества.

Известен также принятый за прототип способ контроля скорости коррозионного разрушения трубопроводов, заключающийся в том, что в трубопроводе размещают образцы-сигнализаторы, выдерживают их в протекающем по ним потоке агрессивной среды и оценивают коррозионные потери образцов-сигнализаторов, по которым судят о внутренней коррозии трубопровода (2).

Недостатком данного способа является то, что для контроля скорости коррозионного разрушения образцы-сигнализаторы необходимо извлекать из трубопровода и по изменению их толщины оценивать их коррозионные потери. Такой способ не позволяет получать многократные сигналы в течение многих лет работы образца-сигнализатора в трубопроводе, что не обеспечивает достаточной точности определения внутренней коррозии трубопровода в ее динамике.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения скорости коррозии трубопровода путем дистанционного непрерывного измерения количественных и качественных показателей скорости коррозии одновременно по всей толщине трубопровода.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля скорости коррозионного разрушения трубопроводов, заключающемся в том, что в трубопроводе размещают образцы-сигнализаторы, выдерживают их в протекающем по нему потоке агрессивной среды и оценивают коррозионные потери образца -сигнализатора, по которым судят о внутренней коррозии трубопровода, внутри образца, выполненного в форме куба, размещают соосно с ним сигнализатор, который выполняют путем чередования слоев токопроводящего материала и нетокопроводящих слоев, выполненных из того же материала, что и стенки трубопровода или его отделка, длину грани кубического образца принимают равной удвоенной суммарной высоте сигнализатора, причем суммарную высоту сигнализатора определяют по формуле где h суммарная высота сигнализатора h₀ толщина стенки трубопровода или его отделки K_з.п. запас прочности трубопровода, а соответствующие кратчайшие расстояния каждого из токопроводящих слоев как от основания куба, так и до его боковых сторон равны и определяются по формуле где l_m толщина стенки трубопровода или его отделки m порядковый номер токопроводящего слоя сигнализатора от основания образца n общее количество слоев сигнализатора.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вертикальный разрез трубопровода с образцами-сигнализаторами, на фиг.2 - образец-сигнализатор, на фиг.3 горизонтальный разрез образца-сигнализатора.

Способ осуществляют следующим образом.

В трубопроводе 1 размещают образцы-сигнализаторы 2, причем внутри образца, выполненного в форме куба, размещают соосно с ним сигнализатор, который выполняют путем чередования слоев токопроводящего материала 3 и нетокопроводящих слоев 4, выполненных из того же материала, что и стенки трубопровода 1 или его отделка, длину грани кубического образца принимают равной удвоенной суммарной высоте сигнализатора, причем суммарную высоту сигнализатора определяют по формуле

где h суммарная высота сигнализатора
h₀ толщина стенки трубопровода или его отделки
K_з.п. запас прочности трубопровода.

Слой токопроводящего слоя 3, в качестве которого может быть использована легкоразрушаемая от коррозии и имеющая устойчивые электрические параметры тонкая константановая проволока, подключают к кабелю 5.

Причем соответствующие кратчайшие расстояния каждого из токопроводящих слоев 3 как от основания куба, так и до его боковых сторон равны и определяются по формуле

где l_m толщина стенки трубопровода или его отделки
m порядковый номер токопроводящего слоя сигнализатора от основания образца
n общее количество слоев сигнализатора.

Затем выдерживают образцы-сигнализаторы 2 в протекающем по ним потоке агрессивной среды 6 и оценивают коррозионные потери образцов-сигнализаторов по сигналам, поступающим с них по мере разрушения очередного из слоев на контрольно-измерительную аппаратуру, в качестве которой может быть использован любой стандартный измеритель, например омметр; по сигналам, полученным с контрольно-измерительной аппаратуры, судят о внутренней коррозии трубопровода на данный момент времени.

Образцы-сигнализаторы подвешивают в трубопроводе на крючке 7.

Пример выполнения способа контроля скорости коррозионного разрушения трубопровода.

Осуществляется контроль скорости коррозионного разрушения канализационного коллектора диаметром 2000 мм, толщиной отделки 300 мм и коэфф. запаса прочности К_з.п. 3,0.

По формулам (1), (2), (3) определяют геометрические параметры образца.

, H 200 мм
Количество слоев принимают равным n 10.

Расстояния от токопроводных слоев 3 до горизонтальных краев образца-сигнализатора 2 вычисляются по формуле (2).

Бетонирование образца-сигнализатора производится в стандартной кубической форме с размерами 200 х 200 х 200 мм. Марка бетона должна соответствовать марке бетона отделки коллектора.

Укладку бетона в кубическую форму производят вручную.

После бетонирования первого слоя с толщиной 10 мм и 3-4-часовой паузы на первый слой бетона укладывают токопроводный легкоразрушаемый от коррозии и имеющий устойчивые электрические параметры материал, например константановую тонкую проволоку, производится ее подключение к многожильному кабелю в бетонируемом пространстве. После чего укладывается второй слой бетона и повторяется весь цикл до полного бетонирования всех слоев, далее доукладывают бетон в форму и вставляют сверху короткий крючок для подвешивания на стенки коллектора.

После 28-дневного твердения образца-сигнализатора производится снятие электрических параметров со всех токопроводных слоев. Образец-сигнализатор устанавливается в коллекторе на исследуемом участке. Кабель выводится на измерительный пульт. Производится одновременная регистрация электрических параметров со всех токопроводящих слоев образца-сигнализатора.

Повышение электрического сопротивления токопроводного слоя свидетельствует о наличии активного коррозионного явления в слое бетона и о начале разрушения самого токопроводного слоя.

Резкое увеличение электрического сопротивления электропроводного слоя приведет к прекращению сигнала, что свидетельствует о полном разрушении 10 мм бетонного слоя образца-сигнализатора и, следовательно, отделки коллектора.

Использование предлагаемого способа контроля скорости коррозионного разрушения трубопроводов позволит повысить точность определения скорости коррозии трубопровода путем непрерывного дистанционного измерения количественных и качественных показателей скорости коррозии одновременно по всей толщине трубопровода.

Систематическая регистрация показаний с образцов-сигнализаторов, установленных на участках, потенциально опасных с точки зрения газовой коррозии, позволит определить начало коррозионных процессов, их динамику развития по всей толщине отделки и принять меры для их ликвидации.

Формула изобретения

Способ контроля скорости коррозионного разрушения трубопровода, заключающийся в том, что в трубопроводе размещают образцы-сигнализаторы, выдерживают их в протекающем по нему потоке агрессивной среды и оценивают скорость коррозионного разрушения трубопровода, отличающийся тем, что внутри образца, выполненного в форме куба, размещают, соосно с ним, сигнализатор, выполненный путем чередования слоев токопроводящего материала и нетокопроводящих слоев из того же материала, что и стенки трубопровода или его обделки, длину грани кубического образца принимают равной удвоенной толщине сигнализатора, суммарную толщину h сигнализатора определяют по формуле

где h_o толщина стенки трубопровода или его обделки;
К_зп коэффициент запаса прочности,
а соответствующие кратчайшие расстояния l_m каждого из токопроводящих слоев как от основания куба, так и до его боковых сторон определяют по формуле

где m порядковый номер токопроводящего слоя от основания образца;
n общее количество слоев сигнализатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4